Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Energi

Transformation af elektrisk energi til lysenergi?

Omdannelsen af ​​elektrisk energi til lysenergi er et grundlæggende princip i fysik, og det forekommer i mange hverdagslige enheder. Her er en sammenbrud:

Processen:

* Elektroner Flow: Elektrisk energi involverer strømmen af ​​elektroner gennem en leder.

* modstand: Denne strøm støder på modstand i lederen. Denne modstand fører til generering af varme.

* excitation: Denne varme får atomerne inden for lederen til at vibrere mere intenst. Disse vibrationer begejstrer elektroner inden for atomerne til højere energiniveau.

* fotonemission: Når de ophidsede elektroner vender tilbage til deres jordtilstand, frigiver de energi i form af fotoner. Disse fotoner er pakker med lysenergi.

hvordan dette fungerer på forskellige enheder:

* glødepærer: Filamentet i en glødelpære er lavet af et materiale med høj modstand (som wolfram). Den elektriske strøm opvarmer glødetråden til ekstremt høje temperaturer, hvilket får den til at gløde hvid-hot.

* fluorescerende lyspærer: Elektrisk strøm passerer gennem kviksølvdamp inde i pæren. Dette begejstrer kviksølvatomer, der udsender ultraviolet (UV) lys. UV -lyset slår derefter en fosforbelægning på indersiden af ​​pæren, hvilket får den til at udsende synligt lys.

* LED -lys: I lysdioder (lysemitterende dioder) føres elektroner gennem et halvledermateriale. Energiforskellen mellem energiniveauet i halvledermaterialet er sådan, at når elektroner overgår fra højere til lavere energiniveau, frigiver de fotoner i det synlige lysspektrum.

* lasere: Lasere bruger stimuleret emission til at generere intense, sammenhængende lysstråler. Dette involverer spændende atomer i et medium til frigivelse af fotoner, der derefter stimulerer andre atomer til at frigive fotoner i fase.

Andre måder at konvertere elektrisk energi til lys:

* Elektrokemiluminescens: Denne proces bruger kemiske reaktioner, drevet af elektrisk energi, til at producere lys.

* elektroluminescens: Visse materialer udsender lys, når et elektrisk felt påføres dem.

Nøgleovervejelser:

* Effektivitet: Forskellige lyskilder har forskellige effektiviteter til konvertering af elektrisk energi til lys. LED'er er generelt de mest effektive, efterfulgt af fluorescerende pærer, hvor glødepærer er de mindst effektive.

* spektrum: Farven på det udsendte lys afhænger af energiniveauets overgange i materialet eller processen.

* applikationer: Denne proces bruges i en lang række applikationer, fra at tænde vores hjem til at drive lasere i medicinsk udstyr.

Fortæl mig, hvis du gerne vil udforske en bestemt type lyskilde eller applikation mere detaljeret.